淺談工業物聯網的六個層次及四大關鍵元素

工業物聯網(IIoT)大行其道，卻讓人摸不著頭緒， 工業物聯網(IIoT)分成六個層次，一是物品和機械零件，例如馬達。二是感測器和致動器加上嵌入式軟體，讓物品變成智能連網產品。三是連網，讓產品得以跟後端系統溝通。四是產品和數據存取功能，以控制和管理訪問許可權。五是專用軟體，以便跟其他企業應用程序(App)整合。六是企業應用，例如企業資源規劃(ERP)、產品生命周期管理(PLM)和維護維修和營運(MRO)等系統。

在工業4.0的浪潮下，許多製造業者正積極建立未來的智能工業，希望透過次時代的智能系統，將製造優化、改善營運、強化客戶支持，並分析工業物聯網(IoT)提供的實時數據。據EE Times報導，製造業者面臨的一大挑戰，在於必須同時獲得四種主要的工業物聯網元素，包括網路、處理、用戶介面以及安全。網路聯機是整合信息科技(IT)與作業科技(OT)的關鍵，由於這兩個領域非常不同，因此網路也很不一樣。

IT領域需要能夠將數據轉化成有用信息的系統，對製造業者來說，包括會計、電子郵件、以及客戶關係管理，另外還有製造商所需的規劃與物流等。

OT領域需要將原物料轉化成產品，完成製程式控制制、流程管理、以及製程監控等。工廠可能使用工業網路科技。不過，許多工業乙太網絡之間無法互相運作，導致科技業者無法達到經濟規模，拖累創新速度。

IEEE在2004年成立了一個協會，希望制訂一個消費者應用的影音串流標準，並擴大到專業領域。雖然不完全適用於工業應用，但這些標準依然是管理網路的一個架構。

實時操作系統 (RTOS)確保CPU在到達TSN介面時，可以接收和處理控制數據包。這樣的能力，有助於CPU處理其他輸入的處理器的事件。這些循環可能需要到每30微秒或更快，這是傳統操作系統無法滿足的精準度。

自動化的需求，必須增加嵌入式控制器的處理能力。高效能的處理器，可以減少控制迴路時序，以更快速地移動機器人手臂和組裝線，並增加工廠產出。還可以增加單個運動控制器所管理的機器手臂軸數，操控更多人工關節的機器人，使其在更狹小空間中進行運作，執行上一代機器人無法完成的任務。

另一個需要處理能力的功能，就是是人機介面(HMI)。易於使用、可視化的介面，可讓操作員更輕鬆地控制機器。從高畫質屏幕，可以查看高解析度攝像機拍下的製造商產品生產畫面。但在另一方面，其實也需要繪圖處理器(GPU)的支持。

OT和IT的整合，增加了安全威脅的風險。過去工廠的運作是彼此獨立的，黑客需要一個物連結來攻擊機器。現在整個匯流的工業環境，打破了這些界線，讓信息在系統之間可以分享，以提高效率。

製造商必須建立新的保護措施，確保系統的完整性。設備製造商的第一步是在其設備中確保處理平台的安全，其系統只執行獲得核准的軟體，並且可以安全地連接到其他系統。

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